Сварка порошковой проволокой без газа

Полуавтоматическая сварка позволяет быстрее накладывать швы, благодаря непрерывной подаче проволоки, которая служит присадочным металлом. Так, можно наплавлять большие объемы на истертые поверхности или создавать длинные швы на металлических конструкциях без отвлечения на смену электрода. Качество шва при этом гораздо лучше, чем при работе с покрытыми расходными материалами. Но у полуавтомата есть один недостаток — кроме аппарата на рабочее место необходимо доставить еще и баллон с газом весом в 83 кг. Это значительно усложняет задачу. Длинный газовый шланг не всегда имеется под рукой. Альтернативой является сварка порошковой проволокой, исключающая использование защитного газа. Как это работает, и каковы преимущества и недостатки метода?

Самозащитная проволока

Для создания шва электрической дугой необходимо защитить сварочную ванну от взаимодействия с газами в окружающем воздухе. Для этого используется обмазка покрытых электродов или инертный газ, подающийся вокруг присадочной проволоки из сопла полуавтомата. Но не всегда есть возможность доставить на рабочее место тяжелый баллон, а процесс с покрытыми электродами слишком медленный. Поэтому была разработана сварка полуавтоматом порошковой проволокой без газа.

Структура проволоки полая и имеет несколько вариантов исполнения с одним или двумя ребрами жесткости. Они образуются при производстве этого расходного материала в процессе закладывания порошка и заворота трубчатой конструкции. Ребра предотвращают сминание структуры при легком случайном нажатии. На проволоку подается электрический ток, который возбуждает сварочную дугу. Температура последней плавит металлическую трубку, из которой формируется шов, и находящийся в ней порошок. Смесь образует газовое облако, защищающее расплавленный металл.

Порошок, находящийся внутри проволоки — это флюс. Его состав может отличаться, и этим определяется применение материала. Наличие рутила и концентрата флюорита может достигать 60%. Состав можно прочитать на упаковке в маркировке ГОСТ или ISO, исходя из чего принимается решение о соответствии этого расходного материала для сварки конкретного вида стали.

Активированная проволока

Этот сварочный материал по составу близок к порошковой проволоке, но в него добавлены специальные присадки, оптимизирующие параметры в области сварочной ванны и препятствующие разрушению металла во время сварки и после нее. Конструктивно активированная проволока устроена иначе, чем порошковая. Процентное содержание добавок существенно меньше и не превышает 6-8 % от общей погонной массы. Присадки при этом не засыпаются в полости, а встраиваются в тело проволоки в виде тонких каналов, и материал объединяет в себе достоинства проволоки сплошного сечения и порошковой проволоки. По причине малой доли присадок сварку такой проволокой возможно вести только в атмосфере инертного газа.

Присадками являются легко ионизируемые соединения легких металлов и шлакообразующие составляющие, улучшающие ситуацию со стабильностью рабочих параметров сварочной ванны. Они повышаю стабильность электрической дуги.

Можно сформулировать следующие достоинства активированной проволоки:

Широкий спектр совместимого оборудования. Проволока, в отличие от порошковой, допускает перегибы и не требует специализированных подающих устройств.
Высокое качество шва за счет понижения поверхностного натяжения соединяемых заготовок и низкого насыщения водородом.
Снижение потребляемого тока за счет защиты области сварки от чрезмерной теплопотери.

Сварочная проволока

Главным минусом активированной проволоки считается необходимость применения газа. Это увеличивает трудоемкость и себестоимость операции.

Разновидности и применение

Сварка самозащитной порошковой проволокой востребована в труднодоступных местах. Это могут быть высотные работы или в тоннелях под землей. Небольшой полуавтомат можно повесить на плече, а для выполнения сварки необходима только розетка с 220V. Благодаря такой компактности эта технология широко применяется на строительных площадках и монтажных работах. Сборка и сварка металлических конструкций таким способом производится очень быстро. Но для сварки труб под высокое давление она не годится.

Проволока широко используется благодаря разнообразию диаметров, минимальное значение которого начинается от 0,8 мм и заканчивается на 2,4 мм. Это позволяет сваривать как тонкие листы стали, с толщиной стенки 1,2 мм, так и толстые стороны до 7-10 мм. Этим способом можно работать с углеродистой сталью, оцинкованным железом и нержавейкой. Для этого важно правильно выбирать материал самой проволоки и вид внутреннего наполнителя.

Основы сварки самозащитными порошковыми проволоками

Основы сварки самозащитными порошковыми проволоками: высокая скорость, отсутствие необходимости в газовых баллонахПроцессом сварки самозащитной проволокой редко овладевают в начале карьеры. Тем не менее, это один из самых эффективных методов дуговой сварки.

Авторы: Том Майерс (Tom Myers) и Фрэнк Драголич Мл. (Frank Dragolich, Jr.)

Сварка порошковой самозащитной проволокой (FCAW-S) – это самый универсальный процесс в отрасли дуговой сварки. Такая проволока самостоятельно выделяет защитный газ, удаляет загрязняющие вещества на стали, образует отвечающее всем нормативным требованиям наплавление и быстрозастывающий шлак.

Метод FCAW-S скорее напоминает ручную руговую сварку штучными электродами (SMAW), чем сварку газозащитными порошковыми проволоками. Сварщики с большим опытом ручной дуговой сварки обычно очень быстро овладевают процессом FCAW-S, в то время как тем, кто знаком только с процессом газозащитной сварки контролируемыми короткими замыканиям (GMAW), на это приходится потратить чуть больше времени.

Как и РДС, FCAW-S не требует использования внешнего источника защитного газа, поэтому этот процесс хорошо подходит для сварки под открытым небом (см. Рисунки 1 и 2). Тем не менее, в отличие от РДС, процесс сварки самозащитной порошковой проволокой имеет намного более высокую производительность наплавки. Она аналогична, а в некоторых случаях даже превышает производительность сварки газозащитной проволокой. В случае штучных электродов марки E6010 и E6013 производительность наплавки составляет 1-1,5 кг металла в час. Для E7018 этот показатель составляет 2-2,5 кг. Что касается процесса FCAW-S, то в его случае сварщик может наплавить до 4 кг металла при вертикальной сварке и более 6 кг при сварке в горизонтальном и нижнем положении, в зависимости от используемой проволоки. Кроме того, производительность можно увеличить до более 10 кг металла в час с помощью процедур с увеличенным вылетом электрода.

Рисунок 1: Самозащитная порошковая проволока часто используется для сварки в неудобных пространственных положениях.

Рисунок 2: Благодаря отсутствию необходимости в газовых баллонах процесс FCAW-S часто используется для сварки в монтажных условиях или под открытым небом как более эффективная альтернатива РДС.

Основные сведения о процессеДля GMAW (MIG) и сварки газозащитной порошковой проволокой (FCAW-G) лучше всего подходит постоянный ток обратной полярности (DC+). Однако для самозащитной проволоки рекомендуемая полярность зависит от состава сердечника (стабилизаторов дуги) конкретной марки проволоки. Большая часть проволок FCAW-S лучше всего себя показывает на постоянном токе прямой полярности (DC-), но некоторые из них больше подходят для работы на токе обратной полярности.

В случае GMAW сцепление для бесперебойной подачи проволоки обеспечивается гладкой V-образной насечкой на приводных роликах механизма подачи. К сожалению, такая насечка может повредить порошковые проволоки. Для того, чтобы обеспечить такое же толкающее усилие без сильного сжатия проволоки, в случае FCAW-S используются приводные ролики с V-образным гофрированием, которое захватывает оболочку проволоки и обеспечивает ее плавную подачу без деформаций.

Обратите внимание: если после сварки порошковой проволокой Вы возвращаетесь к режиму GMAW, не забудьте заменить приводные ролики на ролики с гладкой V-образной насечкой. Ролики с гофрированием могут повредить медное покрытие сплошных проволокок и привести к его расслоению. Сейчас эта проблема не так актуальна, как раньше, но о ней все равно не стоит забывать.

НапряжениеВсе самозащитные порошковые проволоки очень чувствительны к колебаниям напряжения и поэтому требуют применения источника питания с режимом сварки на жесткой вольтамперной характеристике (CV). В некоторых случаях сварка газозащитной проволокой имеет более широкий диапазон допустимого напряжения. В случае FCAW-S Вы должны точно придерживаться необходимого напряжения.

При сварке самозащитной проволокой во время работы дуги между расплавленным металлом наплавления и окружающим воздухом нет ничего, кроме шлака и выделенного самой проволокой газа. Повышенное напряжение приводит к увеличению длины дуги, что, в свою очередь, увеличивает ширину конуса дуги. Соответственно, дуга большой длины и ширины более подвержена воздействию атмосферы. Из-за этого длина дуги имеет крайне большое значение, а источники питания на жесткой ВАХ позволяют сохранять ее на постоянном уровне.

Обратите внимание, что, если расплавленный металл вступит контакт с окружающим воздухом (который содержит 79% азота, 20% кислорода и 1% процент других элементов), он начнет поглощать азот и кислород. Если этому никак не помешать, после застывания металла часть этих газов улетучится и оставит после себя отверстия (т. е. пористость). Оставшиеся внутри газы приведут к образованию очень ломкого металла с низкими механическими характеристиками. Поэтому расплавленный металл нужно защищать от контакта с воздухом, пока он не застынет. Это относится ко всем процессам сварки.

Теперь представьте, как от самозащитной проволоки отделяется расплавленная капля. Практически сразу же вокруг нее образуется тонкий слой шлака. Материал проволоки включает определенные элементы, которые вступают в химическую реакцию с азотом и кислородом (т. е. денитрификаторы или восстановители) и затягивают их в шлак, тем самым не давая им попасть в металл наплавления. Также при этом образуются другие побочные продукты реакций в дуге, например, двуокись углерода, которая замещает собой воздух. Эти две особенности защищают расплавленную каплю металла во время ее перемещения к сварочной ванне.

Но чем больше длина дуги, тем большее расстояние должны пройти капли металла и тем сильнее становится воздействие азота, кислорода и других составляющих воздуха. Если оно становится слишком большим, системы защиты проволоки с ним не справятся и газ окажется поглащен металлом наплавления. Эти примеси скажутся на механических свойствах наплавления, в том числе ударной вязкости. Для ее измерения проводится тест по Шарпи с V-образным надрезом. Когда содержание примесей достигает определенного порогового значения, в металле возникает пористость. Слишком низкое напряжение, напротив, приводит к чрезмерному укорачиванию дуги. В таком случае проволока втыкается в пластину, что приводит к образованию неровного сварного шва.

В случае FCAW-S после завершения сварки над кончиком проволоки образуется маленький шарик шлака, который выступает в роли изолятора и мешает зажиганию дуги при возобновлении сварки. Поэтому для упрощения зажигания дуги кончик проволоки нужно аккуратно отломить или отрезать кусачками.

Также проверьте расстояние, на которое выступает проволока от контактного наконечника. Для стандартных процедур сварки эта величина обычно составляет 19-25 мм, иногда до 95 мм в случае высокопроизводительной сварки на спуск. Вылет электрода так же важен, как и длина дуги. Для сохранения стабильности дуги его колебания не должны превышать ±3 мм. Силшком большой вылет электрода приведет к короткой, нестабильной дуге и сильному разбрызгиванию, слишком маленький – избыточной длине дуги и большому риску загрязнения расплавленного металла окружающим воздухом.

Также никогда не ведите сварку с упреждающим наклоном горелки. Это не сварка GMAW короткими замыканиями. При сварке самозащитной проволокой используется шлак, поэтому Вы можете использовать старый принцип: удерживайте шлак, направляя на него поток газа. Если горелку расположить под небольшим углом на отставание, она будет удерживать шлак позади дуги. Если направить горелку вперед, она будет подталкивать расплавленный шлак перед сварочной ванной. Из-за этого возникнет риск того, что он окажется погружен под слоем металла.

Особенности сварки в сложных пространственных положенияхПроизводительность наплавки и общие сварочно-технологические характеристики зависят от использованной проволоки. Проволоки класса AWS E71T-8–которые подходят для сварки в любых пространственных положений на постоянном токе прямой полярности–имеют схожий металлургический состав, но при этом каждая из них имеет свои особенности.

Самое большое влияние оказывает система шлакообразования проволоки. Она представляет собой вещества, которые вступают в реакцию с другими химическими элементами, застывают быстрее металла наплавления и всплывают к поверхности соединения, чтобы защитить его от атмосферного воздуха (см. Рисунок 3). Некоторые проволоки имеют щелочную систему шлакообразования на основе фторидов, аналогичных использованных в электродах марки E7018. В других используется более кислая система, которая вступает в реакцию и застывает быстрее. Именно она помогает сварщикам достигунть упомянутой производительности 4 кг/час (чтобы узнать о системах шлакообразования подробнее, см. Техническое письмо: Обзор составов шлака ниже).

Техническое письмо: Обзор составов шлакаПри сварке самозащитной порошковой используются другие системы шлакообразования. Большей частью они основаны на восстановлении алюминия и магния и деазотировании системы. Эти элементы попадают в сварочную ванну и образуют оксид алюминия и оксид магния, которые имеют высокие температуры плавления. Если к этому добавить элементы шлака с низкими температурами плавления, можно получить эффективную систему шлакообразования. Элементы шлака–оксид алюминия и оксид магния–быстро плавятся и всплывают к поверхности сварочной ванны, защищая наплавление от атмосферного воздуха.

Процесс FCAW-S имеет очень высокую усойчивость к азоту именно благодаря системам шлакообразования. Молекулы алюминия и магния привлекают к себе атомы кислорода и азота, в результате образуются оксиды алюминия и магния. Эти легкие вещества с высокой температурой плавления (т. е. быстрозастывающие) быстро поднимаются на поверхность сварочной ванны. По сути, система шлакообразования превращает азот и кислород–потенциальные загрязняющие вещества–в химические соединения, которые защищают наплавление.

Во многих проволоках FCAW-S используется одна из двух систем шлакообразования – основная или кислотная. В основных системах фторид кальция вместе с соединениями алюминия и магния образует систему, которая немного напоминает шлак, образующийся при сварке штучными электродами, например, класса E7018. В кислотных системах вместо фторида кальция используется оксид железа.

Основные системы имеют хорошие характеристики очистки. Они больше подходят для сварки конструкций ответственного назначения, имеют высокую ударную вязкость при низких температурах и другие прочностные характеристики. Кислотные системы отличаются плавным и быстрым процессом сварки.

Это связано с тем, как кислотные и основные элементы вступают в реакцию с другими элементами в металле наплавления. Это сводится к тому, как быстро происходят химические реакции. Во время сварки молекулы ионизируются, что заставляет атомы покидать одни молекулы и присоединяться к другим. В разных системах шлакообразования для этого требуется разная температура. Во фторидных системах на разделение молекул требуется очень много тепла. Для разделения кислотных, железооксидных молекул, напротив, нужна меньшая температура. Быстрая химическая реакция в таком случае приводит к более быстрому застыванию шлака и, в конечном итоге, большей производительности наплавки.

Рисунок 3: Самозащитная проволока FCAW имеет внешнюю оболочку, которая защищает сердечник из флюсообразующих веществ. Она немного похожа на вывернутый наизнанку штучный электрод.

Техника сварки зависит от рекомендаций производителя, обратитесь к нему за более подробными инструкциями. Техника также зависит от основного металла и поставленной задачи, но при этом у всех проволок есть некоторые общие свойства.

Возьмем, например, две проволоки класса E71T-8 – Innershield® NR-203MP и NR-203 Nickel (1%), в которых используется основная (некислотная) система шлакообразования. Проволоки NR-203 напоминают электроды марки E7018, за исключением более высокой производительности наплавки и, разумеется, отсутствия необходимости в смене электродов. Проволоки можно использовать в любых пространственных положениях, проводить сварку по открытому зазору и создавать соединения с очень высокой ударной вязкостью при низких температурах. Кроме того, они позволяют проводить сварку на спуск.

При сварке V-образных или угловых соединений проволокой NR-203 нужно использовать технику поперечных колебаний. Направьте проволоку на кромку лицевой поверхности шва и сделайте небольшую паузу–это обеспечит большую глубину проплавления и даст шлаку время подняться к поверхности–и затем быстро переместитесь на другую сторону шва и опять сделайте паузу. Будьте внимательны: если слишком задержитесь в центре шва, Вы можете наплавить слишком много металла и создать шов выпуклой формы, который не только ухудшит механические характеристики, но и сделает соединение более уязвимым к таким дефектам, как подрезание.

Всегда старайтесь точно сфокусировать дугу на сварочной ванне. Такое волнообразное движение–паузы у кромок шва и затем быстрое перемещение на другую сторону–позволяет металлу наплавления поступать с обеих сторон. Кроме этого, небольшая пауза у одной кромки шва позволяет застыть шлаку с другой. Если сравнивать с другими самозащитными проволоками, NR-203 образует довольно тонкий слой флюса, который может удерживать лишь ограниченный объем металла. Поэтому производительность наплавки составляет всего 2,5-3 кг/час–больше, чем при ручной сварке, но меньше, чем у остальных самозащитных проволок,

например, NR-232 и NR-233. Эти проволоки имеют кислотную систему шлакообразования, которая очень быстро вступает в реакцию в металле наплавления и образует более тяжелый шлак, что делает возможной сварку с производительностью 3,5-4 кг/час даже в неудобных пространственных положениях.

В отличие от сварки проволокой NR-203, когда Вы следите за сварочной ванной, с NR-232 и NR-233 нужно обратить внимание на образующуюся позади переднего края дуги линии шлака. Вместо традиционного метода воспользуйтесь сваркой узкими валиками с небольшими колебаниями. Если линия шлака получается неровной, Вы сможете быстро сделать исправление. Например, если линия шлака с левой стороны оказалась ниже, Вы должны немного сдвинуть горелку влево, выровнять ее и затем продолжить сварку узкими валиками. При вертикальной сварке на подъем представьте, что Вы создаете «полку» с наплавленным металлом и штабелируете валики друг на друга.

Скорость штабелирования определяет скорость сварки. Если Вы будете это делать слишком быстро и расположите дугу немного выше сварочной ванны, проволока может проникнуть в пластину и даже привести к прожиганию.

Также нельзя забывать о контроле тепловложения. Для этого можно регулировать вылет электрода – такая техника сварки используется не только при сварке FCAW-S, но и любых других процессах на жесткой ВАХ. Если Вы, например, ведете вертикальную сварку на подъем, опираясь на «полку» из расплавленного металла наплавления NR-232, Вы можете почувствовать, что ванна становится слишком горячей, а дуга проникает внутрь пластины. В таком случае Вы можете немного увеличить вылет электрода – это приведет к падению силы тока и немного охладит сварочную ванну. И наоборот, если температура слишком мала и у Вас не получается обеспечить нужную глубину проплавления, вылет электрода можно немного уменьшить – это увеличит силу сварочного тока и глубину проплавления.

Гибкие, мобильные и эффективныеПроцесс сварки FCAW-S завоевал большую популярность в США – стране, которая постоянно работает над улучшением инфраструктуры. Он сочетает мобильность, способность противостоять тяжелым погодным условиям,эффективность сварки проволокой и гибкость РДС. Процессом сварки самозащитной проволокой редко овладевают в начале карьеры. Тем не менее, это один из самых эффективных методов сварки.

Том Майерс – это старший технический специалист, а Фрэнк Драголич Мл. – техник компании Lincoln Electric Co., 22801 St. Clair Ave., Cleveland, OH 44117, 216-481-8100.

Технические данные предоставлены компанией Lincoln Electric

Преимущества и недостатки порошковой проволоки

Сварочный процесс с использованием непрерывной подачи самозащитной проволоки отличается несколькими достоинствами:

нет необходимости в баллоне с газом;
легкая транспортировка оборудования на рабочее место;
возможность производить сварку в труднодоступных местах (на крыше, в тоннеле);
высокая скорость работ по сравнению с покрытыми электродами;
малая чувствительность дуги к ветру и сквознякам.

Но этот вид сварки имеет и недостатки. Один из них — высокая стоимость расходных элементов. Покупать ее ради экономии на газе не стоит. Оправдывает себя самозащитная проволока только в труднодоступных местах. Еще одним недостатком является плохое качество швов по сравнению с полуавтоматом, которым варили в среде инертного газа. Не годится этот вид сварки и для соединения труб под давление.

Возможна ли сварка без газа?

Сразу скажем, что в этой статье мы будем говорить о технологии MIG/MAG (сварка с применением защитного газа и плавящейся проволоки). Эта технология хорошо себя зарекомендовала и позволяет получить качественные швы, в отличие от ММА сварки (ручная дуговая сварка). Для выполнения MIG/MAG сварки необходимы специальные сварочные полуавтоматы, присадочная проволока и, конечно, газ. Но что делать, если у вас нет возможности использовать газ?

Хоть MIG/MAG сварка и позволяет получить очень качественные швы, она не лишена недостатков. Зачастую газовые баллоны слишком громоздки, чтобы использовать их для сварки в труднодоступных местах и на высоте. В таких случаях сварка с газом просто невозможна. Также при частой сварке газовый баллон необходимо заправлять, и это не всегда возможно, а запасного баллона может не быть под рукой. Возникает необходимость применять сварочный аппарат без газа… Но насколько это возможно?

Многие умельцы решают просто исключить газ из технологии MIG/MAG и варить присадочной проволокой. Они убеждены, что можно использовать сварочный полуавтомат проволочный без газа и при этом получить качественные швы. Так ли это мы расскажем далее.

Сварка без газа обычной проволокой

Сварка обычной присадочной проволокой без газа с применением полуавтомата — это бессмысленная затея. Такая сварка практически невозможна из-за особенностей самой присадочной проволоки. Повторимся, что в данной статье мы говорим о технологии MIG/MAG сварки, где обязательно применение газа. Если убрать газ и оставить только присадочный материал, то он будет либо постоянно разбрызгиваться, либо залипать. И эту проблему не решить встроенными функциями полуавтомата. Просто такова технология. Отсутствие газа при сварке обычной проволокой — это все равно, что у человека отобрать одну руку и заставить выполнять привычные повседневные действия.

Итак, проволочные присадочные материальные годятся для сварки без газа. Что тогда делать? На помощь приходит так называемая порошковая проволока. С виду это обычный металлический пруток. Но в его сердцевине содержится флюс, который при плавлении проволоки высвобождается и позволяет варить без газа.

Вывод: сварка полуавтоматом без газа обычной проволокой возможна, но получаемые швы никуда не годятся и саму работу крайне сложно выполнять. Используйте такой метод только при экстренных случаях, когда у вас вообще нет никакого выбора. В остальных ситуациях лучше применять порошковую проволоку с флюсом внутри. На данный момент это единственный безгазовый способ сварки при применении MIG/MAG технологии.

Но учтите, что порошковая проволока стоит недешево и такая сварка может оказаться дороже применения газа и обычной проволоки. К тому же, получаемые швы не отличаются высоким качеством и подвержены коррозии. В случае с некоторыми металлами это особенно критично.

Например, при сварке нержавеющей стали. Если использовать порошковую проволоку при работе с нержавейкой, то шов через время покроется ржавчиной, и антикоррозийные свойства сойдут на нет. Учитывайте это и не используйте порошковую проволоку на постоянной основе вместо газа. Все-таки MIG/MAG технология подразумевается связку газ+присадочный материал. А порошковая проволока скорее помогает решить срочные задачи и не подходит для регулярного использования.

Особенности работы

Как можно заметить на видео, работа с порошковой проволокой имеет несколько специфических особенностей, которые необходимо знать сварщику. Для успешного ведения дуги и формирования шва необходимо поставить прямую полярность. На полуавтоматах это делается переключением контактов внутри аппарата. Провод идущий на горелку подсоединяют к кабелю массы, а провод от массы переключают на клемму горелки.

Важно установить ролики, соответствующие диаметру применяемой проволоки. Сбоку на ролике указан диапазон диаметров, к которым они подходят. Прижимной ролик (подвижный) не следует затягивать слишком туго ввиду полой структуры проволоки. Это может ее деформировать и вызвать затор в кабель-канале.

Для беспрепятственной протяжки проволоки от прижимного механизма к выходу из горелки требуется снять наконечник. Его накручивают уже после того как конец расходного элемента появится с этого края канала. Диаметр наконечника тоже подбирается соответствующий проволоке. Слишком большое отверстие создаст трудности в управлении дугой. Поскольку защитный газ не применяется надевать сопло не обязательно. Чтобы предотвратить налипание брызг на наконечник, последний опрыскивается специальным средством.

Оборудование для полуавтоматической сварки

В комплект оборудования для механизированной сварки входят источник питания сварочной дуги, подающий механизм, газовое оборудование, горелка. Для повышения производительности и избежания перегрева горелки при серийном производстве могут использоваться системы охлаждения.

Источники питания сварочной дуги

Для сварки в среде защитных газов изготавливают источники питания с жесткими внешними вольт-амперными характеристиками. Сварка производится на источниках постоянного тока — сварочные выпрямители, преобразователи, инверторы или специальные установки, содержащие в себе источник питания и подающий механизм, а также блок управления. Источники питания переменного тока практически не используются.

Многопостовые источники питания

Для организации работы в цехах на производстве со стационарными сварочными постами целесообразно использовать многопостовые источники питания. Для этих целей можно использовать преобразователи и выпрямители. Существует две схемы организации многопостовой сварки.

Первая схема используется когда сварка производиться одинаковыми режимами на каждом посте с частыми замыканиями сварочной цепи (возбуждение дуги). При такой схеме в цепь каждого сварочного поста включают дроссель, который способствует снижению влияния постов друг на друга при одновременной работе.

Вторая схема может быть использована для регулирования режимов сварки индивидуально на каждом посте с минимальным влиянием постов друг на друга. В таком случае напряжение холостого хода многопостового источника питания устанавливают на максимум, а снижение силы тока (регулирование) выполняется с помощью балластного реостата на каждом посте.

Механизмы подачи проволоки

Механизмы подачи проволоки используются для стабильной подачи проволоки и регулирования скорости подачи в сварочную горелку. Обычно подающий механизм состоит из электродвигателя, редуктора, тормозящего устройства, подающих и прижимных роликов, а также кассеты с проволокой. Существуют различные варианты исполнения подающих механизмов — закрытого и открытого типа.

В зависимости от числа роликов различают двухроликовые и четырехроликовые подающие механизмы. Последние более надежные и рекомендуется использовать для проволоки большего сечения или при сварке порошковой проволокой.

Для увеличения радиуса проведения сварочных работ и обеспечения стабильной подачи сварочной проволоки могут применяться промежуточные механизмы подачи. Это позволяет увеличить зону проведения сварочных работ от 10 до 20 метров. Промежуточные механизмы синхронизируются с основным что позволяет значительно удалятся от источника питания или полуавтомата и газового оборудования.

Механизмы подачи проволоки

Сварочные полуавтоматы

Сварочные полуавтоматы — специальные установки для механизированной сварки в среде защитных газов содержащие в себе источник питания, подающий механизм, горелку и блок управления процессом. Дополнительно полуавтомат может иметь дистанционный пульт управления, включать схемы позволяющие выполнять сварку в импульсно-дуговом режиме и т.д.
Сегодня чаще используется схема сварки от сварочного полуавтомата, чем источник питания + подающий механизм.

Сварочная горелка

Выполняет несколько функций, среди которых: направление проволоки в зону сварки, подвод тока к сварочной проволоке, подача защитного газа, управление процессом при помощи кнопки управления. Все это возможно благодаря использованию специального шланга внутри которого находится сразу несколько элементов — сварочные кабеля, управляющие провода, спиралеобразный канал для направления проволоки, трубка для подачи газа, а иногда и для подачи воды.

Технология и характеристики шва

Сварка самозащитной проволокой выполняется на минимальном напряжении и скорости подачи. Для металла толщиной 1,2 мм подойдет напряжение в 14V и скорость в 2м/мин. Швы можно накладывать ведя горелку углом вперед или назад. Все это выполняется прерывистой дугой.

На поверхности соединения образуется шлаковая корка. Ее непроходимо отделять молотком, дождавшись остывания металла. При многопроходных швах это действие обязательно для хорошего сцепления следующего слоя.

Швы с применением порошковой проволоки получаются грубыми, с крупной чешуей, и характерными наплывами при работе прерывистой дугой. Распространенным дефектом являются непровары. Брызги расплавленного металла умеренные. После окончания ведения шва и отбития шлака соединение зачищается щеткой по металлу.

Использование порошковой проволоки позволяет производить сварочные работы в труднодоступных местах. Хотя качество шва проигрывает перед сваркой в среде инертного газа, другие положительные стороны этого метода значительно облегчают монтажные и строительные процессы.

Требования к проволоке

Порошковая проволока имеет вид обычной трубки. Внутрь нее укладывается флюс с добавлением металлического порошка. Проволока имеет классификацию, которая зависит от следующих важных характеристик:

Предназначения материала;
Варианта используемой защиты;
Механических качеств;
Положения при проведении сварочных работ.

Обычно порошковая сварка используется для работ с низколегированной и менее прочной низкоуглеродистой сталью.

К главным требованиям сварки с использованием порошковой проволоки относят:

При проведении процесс отмечается стабильность в нагреве электрической дугой.
Наблюдается легкое возникновение дуги.
Равномерное плавление проволоки, не возникает сильного разбрызгивания раскаленного металла.
Шлак, который возникает во время порошковой сварки на области сварного шва, должен с легкостью очищаться после остывания. Также он должен обеспечивать равномерное покрытие всей поверхности соединения.
В структуре сварного шва не должно быть повреждений, изъянов, дефектов.

Скорость подачи проволоки

Скорость подачи проволоки напрямую связана с током сварки. Чем выше скорость подачи, тем больше сварочный ток и, наоборот, чем ниже скорость подачи тем меньше сварочный ток.

a – высокая скорость подачи, b – низкая скорость подачи

(a) Недостаточная (слишком маленькая) скорость подачи приводит к

повышенному разбрызгиванию;
неправильной геометрии шва (значительная высота шва при малой ширине);
несплавлению.

(b) Слишком большая скорость подачи приводит к частым коротким замыканиям капель расплавленного металла проволоки. Это явление можно определить на слух – будет слышен булькающий звук при сварке. Чтобы избежать замыканий при большой подаче проволоки необходимо снизить скорость подачи, либо поднять сварочное напряжение для увеличения длинны дуги.